电学知识专题讲座.docx

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电学知识专题讲座

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Section1}

电学是初中物理的一大局部,在每年的中考中所占的分量与力学不相上下。

电学也是中考的卡分点,区分度主要在电学与力学中表达。

由于电学知识较难,提高电学知识的难度相对力学来说要高得多。

所以说,学好电学就等于中考成功了一半。

学好电学主要是要学会区分电路图和懂得各物理量的计算方法。

下面从几个方面介绍电学知识。

一、连接方法

电路的连接方法不是串联就是并联〔混联在初中阶段不要求掌握〕,没有其他方法。

⑴分析要点：

从电流的路径数分析,也就是说从电源的正极出发,流到电源的负极。

只有一条路径的电路是串联,有二条或二条以上路径的电路是并联。

例1分析图1甲、乙两图电路到底是串联还是并联。

图1

解析：

甲图电流从电源正极出发,回到负极有三条路径。

分别是①电源正极→开关→L3→电源负极；②电源正极→开关→L2→电源负极；③电源正极→开关→L1→电源负极。

所以是并联电路。

乙图电流从电源正极出发,回到负极只有一条路径：

电源正极→L3→L2→L1→开关→电源负极。

所以说是串联电路。

⑵电压表、电流表的处理方法：

由于电压表的电阻很大,所以在分析时作断路处理。

而电流表的电阻很小,故在分析时作短路处理。

例2分析图2甲、乙两图电路到底是串联还是并联。

图2

解析：

甲、乙两图电路看上去相似,但结果却完全不同。

在甲图中,由于电流表当作短路,结果与例1甲图一样。

乙图电压表作断路,电流根本上流不过去,电流从电源正极出发,回到负极只有一条路径：

电源正极→开关→L3→L2→L1→电源负极。

所以说是串联电路。

二、三种测量仪器

1．电流表

电流表是串联在被测电路中的,有两个量程〔0．6A和3A〕。

测量时不能超过它的量程外,还应注意,为了提高准确程度,如果被测电流不超过0．6A时,不应选用3A的量程。

共用的接线柱多数是“—〞,也有少局部是“+〞。

由于内部电阻很小,所以不能直接接到电源两极上。

2．电压表

电压表是并联在被测电路中的,有两个量程〔3V和15A〕。

测量时不能超过它的量程外,还应注意,为了提高准确程度,如果被测电压不超过3V时,不应选用15V的量程。

共用的接线柱多数是“—〞,也有少局部是“+〞。

由于内部电阻很大,所以可以直接接到电源两极上。

如果电压表与用电器串联,用电器因为电流很小〔几乎为零〕而不能工作。

电压表的示数那么〔几乎〕等于电源电压。

例3小明在进行测量小灯泡电功率实验时,错误地将电路设计成如图3所示的电路,并按该电路图进行连接实物。

请你分析,小明连接好实物后,电流表和电压表的示数各是多少？

〔电源为两节干电池〕

解析：

此时电压表串联在电路中,由于其电阻很大,故电路中电流很小,几乎为零。

所以电流表示数为0。

根据公式U=IR,R越大,U越大。

所以电压表示数几乎等于电源电压,所以示数为3V。

3．电能表

电能表是测量用户一段时间内所消耗电能的仪表。

它所记载的数据是类加的,最后一位数字表示小数点后的。

它并联在家庭电路进户处的干路上。

面板上的数字表示不同的物理意义。

例4小华观察到家庭电路中电能外表板上标有“2500r/Kw·h〞字样,问当电能表铝盘转过1000圈,家庭电路消耗了多少电能？

解析：

2500r/Kw·h表示每消耗1Kw·h电能,电能表铝盘转2500圈。

也就是说,铝盘每转一圈,消耗Kw·h电能。

电能表铝盘转过1000圈,家庭电路消耗的电能就是W=Kw·h×1000=Kw·h=0．4Kw·h。

三、三种状态

1．通路

接通的电路叫通路。

此时用电器能正常工作。

2．断路〔开路〕

断开的电路叫断路或开路。

此时用电器因为没有电流通过而不工作。

3．短路

分为电源短路与局部短路两种。

⑴电源短路

不经用电器直接连接电源两极叫电源短路〔就是课本所说的“短路〞〕。

由于电路中电流很大,所以会烧毁电路和电源,故不允许。

⑵局部短路

在串联电路中,某一用电器两端被导线直接连通,就叫局部短路。

如图4,就叫L2短路。

这种电路不但允许还被广泛应用。

例5八年级〔2〕班的同学为了防止晚上有贼进入宿舍偷东西,想设计一个电路,当贼推门进来宿舍时,电铃马上报警。

请你帮他们设计一个电路。

解析：

当贼推开门时,门会移动。

我们可以把一根细导线安装在门和门框之间,充分利用门的移动把细导线拉断。

如图5所示：

四、各种应用机械或元件

1．滑动变阻器〔电阻箱〕

原理：

通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变接入电路中的电阻。

接法：

串联接入电路中,按“一上一下〞接法。

铭牌上标有最大电阻值和允许通过的最大电流。

2．电动机

原理：

通电导体在磁场中受到力的作用。

构造：

磁极、线圈、换向器、电刷。

3．发电机

原理：

电磁感应现象。

构造与发电机相同,只不过是称呼不同而已。

把换向器称为铜环。

4．电磁继电器

原理：

通过控制低压控制电路的通断来间接控制高压工作电路的通断。

实质：

用电磁铁控制电路通断的开关。

分析方法：

先分析控制电路,再分析工作电路。

例6图6是一种水位自动报警器的原理图,水位没有到达金属块A时,绿灯亮；水位到达金属块A时,红灯亮。

说明它的工作原理。

[1]

解析：

〔分析控制电路〕水位没有到达金属块A时,继电器线圈没有电流通过,它的上面两个触点接触,〔分析工作电路〕工作电路中绿灯与电源构成回路,绿灯亮；〔分析控制电路〕当水位到达金属块A时,继电器线圈有电流通过,它的下面两个触点接触,〔分析工作电路〕工作电路中红灯与电源构成回路,红灯亮。

五、串、并联电路电流、电压与电阻的关系

连接方法

电流

电压

电阻

串联电路

I=I1=I2

U=U1+U2

R=R1+R2

并联电路

I=I1+I2

U=U1=U2

或

注：

三个电阻并联总电阻的计算方法在中考中几乎不考。

六、各种比例关系

1．串联电路〔见图7〕

⑴电流关系

串联电路中处处电流相等。

因此通过R1和R2的电流之比：

I1：

I2=1：

1。

⑵电压关系

根据欧姆定律I=变形得到U=IR,又因为串联电路中处处电流相等。

因此R1两端的电压U1与R2两端的电压U2之比：

U1：

U2=IR1：

IR2=R1：

R2。

⑶功率关系

串联电路中处处电流相等,根据功率的计算公式P=UI得到R1消耗的功率P1=U1I,R2消耗的功率P2=U2I。

因此P1：

P2=U1I：

U2I=U1：

U2。

又因为U1：

U2=R1：

R2。

所以P1：

P2=U1：

U2=R1：

R2。

2．并联电路〔见图8〕

⑴电压关系

并联电路中各支路电压相等。

因此R1两端电压U1与R2两端电压U2之比：

U1：

U2=1：

1。

⑵电流关系

并联电路中各支路电压相等,根据欧姆定律I=。

通过R1的电流I1=,通过R2的电流I2=。

所以通过R1的电流I1与通过R2的电流I2之比：

I1：

I2=：

=R2：

R1。

⑶功率关系

并联电路中各支路电压相等,根据功率计算公式P=UI。

R1消耗的功率P1=UI1,R2消耗的功率P2=UI2。

所以R1消耗的功率P1与R2消耗的功率P2之比：

P1：

P2=UI1：

UI2=I1：

I2。

又因为I1：

I2=R2：

R1。

故P1：

P2=I1：

I2=R2：

R1。

3．同一用电器〔同一电阻〕在不同电压下消耗电功率的关系

当电阻R相同时,所消耗的电功率根据功率计算公式P=UI,推导得出P=UI=U·=。

所以电阻R在电压U1下消耗的功率P1=；在电压U2下消耗的功率P2=。

因此,电阻R在电压U1下消耗的功率P1与在电压U2下消耗的功率P2之比：

P1：

P2=：

=U12：

U22；或p1：

p2=I12R：

I22R=I12：

I22。

同理,也可以推导出电阻R消耗功率为P1时两端的电压U1与电阻R消耗功率为P2时两端的电压U2之比：

U1：

U2=。

七、用控制变量法决定电功率公式的使用

初中物理有关电功率的计算有四个公式〔含推导公式〕,它们分别是p=,p=UI,p=I2R和p=。

对于这四个公式,在计算题中学生经常弄不懂应该用哪一个,经常被这四个公式搞得头晕脑涨。

初中物理实验研究方法中有一个著名的“控制变量法〞。

也就是说一个物理量当它有可能受几个因素影响的时候,我们研究它与哪一个因素的关系时就改变哪一个因素,其它因素都要控制不变。

上面四个有关电功率计算的公式中分别有两个物理量,我们在应用它们来解答物理计算题时,就应该认真审理题目所给的物理量中有哪一个是不改变的,有哪一个是改变的,不变量与改变量所组成的电功率公式就是我们所要应用的公式。

例7〔2019成都〕某电磁炉的额定功率是1．1KW,额定电压是220V,接入某电路时,测得通过它的电流为4A,求〔1〕电磁炉的电阻是多少？

〔2〕电磁炉的实际功率是多少？

解析：

〔1〕题目给出了额定功率和额定电压,根据公式“p=〞推导得出

R===44Ω

〔2〕因为电磁炉的电阻是不变的,题目又给出了实际电流,故用公式

p=I2R=〔4A〕2×44Ω=704W

例8一电阻丝通过的电流是3A,在t时间内产生400J的热量,现使通过电阻丝的电流增大到6A,那么在t时间内产生的热量是J。

解析：

电炉丝的电阻不变,题目给出了电流,故应根据公式W=pt=I2Rt计算。

Q1=I12Rt=〔3A〕2Rt=9A2Rt=400J,

Q2=I22Rt=〔6A〕2Rt=36A2Rt=4Q1=1600J。

例9随着生活水平提高,家用电器日益增多。

某户对旧电路改造后,将保险丝的规格由5A换成8A,那么该线路允许同时接入的用电器功率比原来增大了〔〕

A．1100WB．1760WC．660WD．2860W

解析：

家庭电路电压不变,为220V。

题目给出了电流值,故用公式p=UI计算。

P1=UI1=220V×5A=1100W,

P2=UI2=220V×8A=1760W,

△P=P2-P1=1760W-1100W=660W,

所以选C

例10家用电饭锅的加热和保温状态,如图9为其工作原理图。

图中R0为加热电阻,R1保温电阻。

将电饭锅接入220V的电路中,如果在加热状态消耗的总功率为1100W,保温状态消耗的总功率为220W。

〔1〕开关S闭合时电饭锅处于什么工作状态？

为什么？

〔2〕求出加热电阻R0和保温电阻R1。

[3]

解析：

〔1〕电路电压一定,S的闭合或断开只是改变电路的总电阻。

根据公式p=分析。

U一定,S闭合使R1短路,电路电阻减小,功率p增大,所以是加热状态